სამყაროში ნამდვილად შეიძლება არსებობდეს თეთრი ხვრელების წარმოქმნის გზა.
ახალი, ძლიერ თეორეტიკული კვლევის თანახმად, ეს ჰიპოთეტური ობიექტები შეიძლება წარმოადგენდეს შავი ხვრელის შუაგულიდან კვანტური „ასხლეტის“ გარკვეულ სახეს, რაც თავის სიღრმიდან აფრქვევს არა მხოლოდ მატერიას, არამედ თავად დროსაც.
დრო ნამდვილად არის შავი ხვრელების ძირეული პრობლემა. გარკვეულ წერტილში მისი დინება ჩერდება და ასე ემართება ნებისმიერ ინფორმაციასაც, რაც მას ახლავს თან. ეს კი არღვევს კვანტური ფიზიკის საკმაოდ ფუნდამენტურ კანონს. ამ ფაქტმა შეაგულიანა ახალი კვლევის ავტორები შეესწავლათ, პირველ რიგში, რას შეიძლება ვგულისხმობდეთ დროში.
„მიუხედავად იმისა, რომ ზოგადად, დრო მიჩნეულია დამკვირვებელთან მიმართებაში, ჩვენს კვლევაში დრო მომდინარეობს იდუმალი ბნელი ენერგიისგან, რომელიც მთელ სამყაროს მოიცავს. გთავაზობთ, რომ დრო იზომება ბნელი ენერგიით, რომელიც სამყაროში ყველგანაა და პასუხისმგებელია მის გაფართოებაზე. ეს გახლავთ ძირითადი ახალი იდეა, რომელიც გვაძლევს საშუალებას, ჩავწვდეთ შავ ხვრელში მიმდინარე ფენომენებს“, — ამბობს ბრიტანეთის შეფილდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი შტეფენ გილენი.
შავი ხვრელები ერთ-ერთი ყველაზე უცნაური ობიექტებია მთელ სამყაროში. წარმოადგენს რეგიონს სივრცე-დროში, სადაც მატერია იმდენად ექსტრემალურ სიმკვრივეს აღწევს, რომ მათემატიკურად ყველაზე უკეთ შეიძლება აღიწეროს სინგულარობის სახით — უსასრულო სიმკვრივის ერთ, ერთგანზომილებიან წერტილად.
შავ ხვრელთა ერთი ნაწილი მასიურ ვარსკვლავთა სიკვდილის შემდეგ, მათი ბირთვის კოლაფსირების შედეგად წარმოიქმნება; მას შემდეგ, რაც ბირთვს აღარ აქვს სინთეზის შედეგად გარეთ მიმართული წნევა, ემორჩილება გრავიტაციას და სივრცეში წარმოქმნის იმდენად მკვრივ რეგიონს, რომ მისგან გასაქცევად საკმარისი სიჩქარე თვით სინათლესაც კი არ აქვს. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ მას შემდეგ, რაც მატერია მასთან საკმარისად ახლოს მივა, გრავიტაცია მას შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს მიღმა გადაისვრის, საიდანაც უკან ვეღარასოდეს დაბრუნდება.
ალბათ. სავარაუდოდ. თუკი თეთრი ხვრელები არ არსებობს. როგორც სახელიც მიუთითებს, ეს ჰიპოთეტური ობიექტები შავ ხვრელთა ანტითეზისია — სინგულარობა, რომელიც მატერიას კი არ იზიდავს, არამედ ძლიერ განიზიდავს და აფრქვევს.
ამ დროისათვის არ არსებობს მტკიცებულება, რომ სამყაროში თეთრი ხვრელები არსებობს; მაგრამ გილენმა და მისმა კოლეგამ, მადრიდის კომპლუტენსეს უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ლუსია მენდეს-პიდალმა აჩვენეს, რომ შავი ხვრელის თეთრ ხვრელად გარდაქმნა შესაძლებელია, სულ მცირე, ასეა ქაღალდზე.
გათვლები დააფუძნეს შავ ხვრელთა მათემატიკურ მოდელს, რომელსაც სიბრტყით შავ ხვრელს უწოდებენ, სამყაროს გამრუდებულ ვერსიაში, რასაც ანტი-დე სიტერ სივრცეს უწოდებენ.
ეს რეალური რამის ძლიერ გამარტივებული ვერსიაა და აღიწერება მხოლოდ უარყოფითად მოხრილი ორ განზომილებაში — უნაგირის ფორმის სიბრტყე — და არა სამგანზომილებიანი სფერო სხვა მხრივ ბრტყელ სივრცეში.
ამის შემდეგ, კვანტური მექანიკა გამოიყენეს შიგნით არსებული სინგულარობის შესასწავლად.
„დიდი ხანია, არსებობს კითხვა, შეუძლია თუ არა კვანტურ მექანიკას, შეცვალოს ჩვენი წარმოდგენა შავი ხვრელების შესახებ და მოგვცეს ცნობები მათი რეალური ბუნების შესახებ. კვანტურ მექანიკაში, დრო, როგორც ის ჩვენ გვესმის, ვერ დასრულდება, რადგან სისტემები მუდმივად იცვლება და ვითარდება“, — ამბობს გილენი.
ზოგადი ფარდობითობის თანახმად, გრავიტაციული ველი სინგულარობის გარშემო უსასრულოდ მძლავრია, რისი შედეგებიც უცნობია ფარდობითობის ან კვანტური ფიზიკის თვალსაზრისით.
მიუხედავად იმისა, რომ რამდენიმე საბაზისო მოსაზრება ეჭვქვეშ აყენებს, მაინც შესაძლებელი უნდა იყოს რაიმე თავის ასარიდებელი საშუალების პოვნა, რომელიც შეუძლებელ სინგულარობას უფრო რაღაც მარტივად გასაგებად გადააქცევს.
გილენმა და მენენდეს-პიდალმა დაადგინეს, რომ სინგულარობის ნაცვლად, შავი ხვრელის შუაგული ხდება რეგიონი, რომელშიც დიდი ოდენობით კვანტური რყევა ხდება, ცვლილებები სივრცე-დროის ენერგიაში.
ამ მოდელის თანახმად, შავი ხვრელი თეთრ ხვრელად გარადაიქმნება, ხვრელის სინგულარობა და ჰორიზონტები კი განისაზღვრება როგორც ექსტრემალური კვანტური რყევების რეგიონები, სადაც დრო კი არ მთავრდება ან სამუდამოდ ქრება, არამედ „აისხლიტება“ და თან მოაქვს ინფორმაცია.
კონცეპტი ახალი არ არის. წარსულში მკვლევრები სწავლობდნენ, არსებობს თუ არა შავი ხვრელის მეორე მხარეს გარკვეული სახის კვანტური ექოები.
თეთრ ხვრელთა შესახებ მრავალი კითხვა და მყარი მიზეზები არსებობს, რათა გვჯეროდეს, რომ სამყაროში მათი წარმოქმნა შეუძლებელია. ეს კვლევა ძლიერ თეორიულია და მიზნად არ ისახავს თეთრ ხვრელთა არსებობის დამტკიცებას; უფრო იმას ემსახურება, რომ დაგვეხმაროს შავ ხვრელთა უკეთესად შესწავლაში.
ამას გარდა, ფიზიკოსები მუშაობენ, რათა დაადგინონ, როგორ შეიძლება თანაარსებობდეს ერთსა და იმავე ფიზიკურ სამყაროში ორი აშკარად შეუთავსებელი ჩარჩო — ზოგადი ფარდობითობა და კვანტური მექანიკა. ასეთი კვლევები წინგადადგმული ნაბიჯია ამ დამაბნეველი პრობლემის ამოხსნისკენ.
კვლევა Physical Review Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია sheffield.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
